Magnetresonanz- oder Kernspintomographie

Atome haben die Eigenschaft, ihre Drehachse in einem starken Magnetfeld entlang der Feldlinien auszurichten. (Ihren Drehimpuls nennt man auch Kernspin.) Werden sie über die Zuführung von Energie mittels einer elektromagnetischen Welle kurzzeitig abgelenkt, so fallen sie anschließend rasch in den ausgerichteten Zustand zurück, wobei sie ihrerseits wieder einen schwachen Energieimpuls abgeben. Die Frequenz der Welle bestimmt, welche Atome angeregt werden. Für die medizinische Bildgebung konzentriert man sich auf Wasserstoffatome. Da der menschliche Körper bekanntermaßen zu über 70% aus Wasser besteht und sich die verschiedenen Gewebearten jeweils auch im Wassergehalt unterscheiden, lassen sich aus der Stärke sowie der Verzögerungszeit des "reflektierten" Signals die verschiedenen Gewebe differenzieren und auf einem errechneten Bild darstellen.

Der Patient wird - wie bei der Computertomographie - auf einem Tisch durch eine Röhre bewegt, jedoch rotiert nichts im Inneren des Gehäuses. Ein starker Magnet aus supraleitenden Spulen wird viele Male in der Sekunde an- und abgeschaltet, um die benötigten Gradientenfelder zu erzeugen (verbunden mit einem lauten Klopfgeräusch, wogegen Patienten meist einen Kopfhörer bekommen). Typische Magnetflussdichten sind 1 bis 3 Tesla, das entspricht dem Mehrtausendfachen eines normalen Hufeisenmagneten. Gleichzeitig wird eine hochfrequente elektromagnetische Welle, etwa vergleichbar einer Mikrowelle, ausgesendet, die die Wasserstoffatome zur oben beschriebenen Reaktion anregt. Empfangsspulen, die zum Teil dem Patienten während der Untersuchung am Körper angelegt werden, geben anschließend das aufgefangene Signal an einen Computer weiter, der daraus zweidimensionale Schnittbilder errechnet. Auch hier gibt es für manche Untersuchungen spezielle Kontrastmittel, die bestimmte Gewebe deutlicher hervorheben.

Vorteile: Das Magnetresonanzverfahren selbst ist für den Patienten belastungs- und nebenwirkungsfrei (für eventuelle Kontrastmittel gelten wie immer die jeweiligen Arzneirisiken). Die Darstellung von Weichteilgewebe, insbesondere auch Nervengewebe, ist exzellent und wesentlich differenzierter als bei röntgenbasierten Verfahren, weshalb MR neben der Orthopädie vor allem auch in der Neurologie eingesetzt wird.
Nachteile: Eines der teuersten Verfahren, benötigt z. B. spezielle bauliche Vorbereitungen zur magnetischen Abschirmung des Untersuchungsraums. Metallische oder andere magnetisch empfindliche Gegenstände im Körper (Prothesen, Splitter, Herzschrittmacher) sind typischerweise ein Ausschlusskriterium. Relativ enge Röhre (ggf. problematisch für Klaustrophobiker), je nach Untersuchung ist eine Fixierung nötig (z. B. eine Kopfmaske), um eine Bewegung während der Untersuchung zu verhindern; längere Untersuchungszeit als bei CT.

Funktionelle Magnetresonanztomographie

MR-Bilder stellen zunächst einmal (wie bei CT) die Anatomie des Körpers dar, nicht seine Funktion. Damit kommen wir zu dem, was die Autorin des im ersten Teil zitierten SZ-Artikels vermutlich meinte: die funktionelle Magnetresonanztomographie. Speziell im Hirn ist es so, dass ein Bereich mit höherer Stoffwechselaktivität auch stärker mit sauerstoffreichem Blut versorgt wird, was mit dem Magnetresonanzverfahren sichtbar gemacht werden kann. In der Forschung werden Patienten oft während der Untersuchung mit verschiedenen Sinneseindrücken oder Aufgaben konfrontiert, wobei ihr Kopf immer wieder aufgenommen wird. Mittels rechenintensiver Nachverarbeitung (funktioniert nicht in Echtzeit) lassen sich aus den unterschiedlichen Aktivitäten der Hirnareale die aus den Medien bekannten eingefärbten Bilder gewinnen. Daraus können Ärzte und Radiologen auf die zeitliche und örtliche Verteilung der Informationsverarbeitung im Gehirn, sowie auch eventuell damit verbundene neurologische Befunde schließen. Das Verfahren wird auch genutzt, um vor Hirnoperationen die genaue Lage lebenswichtiger Hirnareale des Patienten lokalisieren zu können.

Weiterführende Links

Magnetresonanztomographie generell: KID, Netdoktor, Wiki
funktionelle Magnetresonanztomographie: Uni-Klinik Mannheim, Wiki

Serie: I (Röntgen), II (Magnetresonanz), III (Nuklearmedizin), IV (Ultraschall)